JP4991352B2 - 培養袋及び培養装置 - Google Patents

Description

本発明は、細胞や微生物など（本明細書では、これらを総称して「微生物」という場合がある。）の培養を簡便かつ効率よく行うことのできる培養袋及び培養装置に関する。

微生物、昆虫細胞、植物細胞、動物細胞などの培養は、医薬、食品などとして有用なタンパク質などの物質の生産に広く用いられている。しかしながら、従来のガラス製やステンレス製の培養器は高価であり、また、培養器を滅菌するために大型の滅菌装置が必要であったり、あるいは培養器自体に滅菌機能を取り付けるなど大掛かりな設備が必要であった。さらに、繰り返し培養器を使用するためには内部の洗浄や装置のメンテナンスに手間がかかるという問題があった。
この様な問題を解決するために、袋状の培養槽が提案されている（特許文献１）。しかしながら、この培養槽は、培養液や培養体の収納後に蓋体で袋の開放部を封止するものであり、培養器の組立時、あるいは培養液や培養体の収納時に雑菌が混入するおそれがあり、培養器内部の無菌状態の保持には限界があった。また、ガゼット袋よりなる振盪培養用容器（特許文献２）や自立包装袋よりなる培養容器（特許文献３）が提案されているが、これらの容器も給気効率などにおいて改善の余地があった。
特開平０６−１５３９０２号公報 特開平１０−１５０９７２号公報 特開２００２−１０１８６７号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、微生物の培養や微生物に対する種々の操作を安価かつ簡便に行うことのできる培養袋および培養装置ならびにそれらの取扱方法を提供することを課題とする。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、液体を液密に収容することができ、液体収容時に自立可能な有底の包装袋よりなる培養袋に、重りが付加された給気管を設置することで解決しうることを知見し、本発明を完成させたものである。

前記課題を解決するため、本発明は、充填口と充填口を液密に封止可能な蓋を有して液体を液密に収容することができ、液体収容時に自立可能な有底の包装袋よりなる培養袋であって、その培養袋内に、前記蓋に設けた連通部材に接続され、重りが付加された給気管を備える培養袋を提供する。
ここで、前記培養袋を自立させた時に、前記給気管の一部が前記培養袋の底面に接地するように重りが付加されたものあることが好ましく、前記給気管が複数の給気孔を備えると共に、複数の給気孔を有する部分が底面に横たわるように、給気管に沿って棒状の重りが付加されたものであることがより好ましい。
そして、前記包装袋はガゼット袋であることが好ましい。
本発明の培養袋は、さらに、前記包装袋が上部に吊し部を備えることが好ましい。

本発明はさらに、前記培養袋を該培養袋の少なくとも底面を支持する支持装置に支持させてなる培養装置を提供する。ここで、前記支持装置がさらに培養袋の上部を支持するものであることが好ましい。また、支持装置は水平方向に揺動可能な揺動装置を備えるものであることが好ましい。
本発明の培養装置は、さらに、温度センサーを備えることが好ましい。
本発明の培養装置は、さらに、加温装置を備えることが好ましい。

本発明はさらに、前記培養袋または前記培養装置を使用して前記給気管から気体を供給して微生物を培養する、微生物の培養方法を提供する。ここで、前記培養袋を振盪して微生物を振盪培養することが好ましい。

本発明はさらに、培養袋に培地を密封して無菌状態に保持した培地収容培養袋を提供する。
本発明はさらに、前記培養袋を用いて培養された培養体を培養袋から取り出すことなく輸送する培養体の輸送方法を提供する。

本発明の培養袋は、液体を液密に収容することができ、液体収容時に自立可能な有底の包装袋よりなる培養袋であって、その培養袋内に重りが付加された給気管を備える培養袋であるため、給気管を沈降させて、効率よく給気しながら簡便に培養を行うことができる。そして、前記培養袋を自立させた時に、前記給気管の一部が前記培養袋の底面に接地するように重りが付加されたものあると、より効率よく給気ができ好ましい。さらに、前記給気管が複数の給気孔を備えると共に、複数の給気孔を有する部分が底面に横たわるように、給気管に沿って棒状の重りが付加されたものであると、均一に給気ができ好ましい。
本発明の培養袋は折り畳み可能であり、また、軽いので、運搬や滅菌などの取り扱いが容易である。
また、前記包装袋がガゼット袋であると、収容効率が高く、かつ自立性があるので好ましい。
また、前記包装袋が上部に吊し部を備えると、支持部材に安定に支持させることができる。

本発明の培養装置は、本発明の培養袋を、該培養袋の少なくとも底面を支持する支持装置に支持させてなるため、培養袋を安定に支持した状態で培養を行うことができる。また、前記支持装置がさらに培養袋の上部を支持するものであるとより安定に培養を行うことができる。さらに、支持装置が水平方向に揺動可能な揺動装置を備えたものであると、安価かつ簡便に振盪培養が可能である。
また、前記培養装置が温度センサーを備えると、温度管理が可能となる。
また、前記培養装置が加温装置を備えると、加温して培養の促進が可能となる。

本発明の培養方法は、本発明の培養袋または本発明の培養装置を使用して前記給気管から気体を供給して微生物を培養する方法であるため、効率よく給気しながら微生物の培養を行うことができる。前記培養袋を振盪して微生物を振盪培養することにより、より効率よく微生物を増殖させることができる。

本発明の培地収容培養袋は、前記培養袋に培地を密封して無菌状態に保持したものであるため、培地を収容した培養袋に微生物を接種するだけで培養が可能となり、簡便に培養を行うことができる。
本発明の培養体の輸送方法は、本発明の培養袋を用いて培養された培養体を培養袋から取り出すことなく輸送する方法であり、培養体を別の運搬容器に詰め替えたりすることなく培養袋ごと運搬できるので好ましい。

本発明の培養袋の本体となる包装袋は、液体を液密に収容することができ、液体収容時に自立可能な有底の包装袋である。液体を液密に収容することができ、液体収容時に自立可能な有底の包装袋である限り、形状は特に制限されないが、例えば、ガゼット袋、スタ
ンディングパウチ、四角筒状のフィルムに四角の底面フィルムを熱溶着した四角底袋などが挙げられる。これらの内、製造が容易で、より多くの培地を安定に収容でき、均一に培養できることからガゼット形状の包装袋が好ましく、下部の隅部が斜めに熱溶着されていると隅部に収容物が入り込まないのでより好ましい。

その様なガゼット袋としては、市販のガゼットタイプのバッグインボックス（ＢＩＢ）内袋、例えば、特開２００１−２５３４７４や特開２００３−１９１９６７号公報に記載されたような内層に熱接着性合成樹脂層を有する包装材で構成されるガゼット袋が挙げられる。市販のガゼットタイプのバッグインボックス（ＢＩＢ）内袋として具体的には、藤森工業株式会社製Ｚテーナーなどが挙げられる。この内袋は、注出口（充填口）を有するので、培地の収納や排出、培養体の取り出しを行うこと、および、液体を液密に封入することができ、熱溶着機などを用いることなく、蓋部材で封止できることから好ましい。

培養袋の本体となる有底の包装袋の基材としては、可撓性、不透水性で強度が高いことから合成樹脂フィルムやシート（本明細書では、これらを総称して「フィルム」という。）が好ましい。そして、培養袋を製造する観点からは、熱溶着性を有するものが好ましく、培養の作業性からは、容器内部が透視可能なものが好ましい。
その様なフィルムを構成する合成樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン、軟質塩化ビニルなどが挙げられる。特に高い強度が要求される場合は、二軸延伸ナイロンフィルムや二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを補強層として積層しも良い。酸素などのガスバリア性が必要な場合は、シリカやアルミナの蒸着層やエチレン−ビニルアルコール共重合体層等が積層されたフィルムを使用しても良い。これらのフィルムが複数層積層されたり、重畳されていても良い。

包装袋を構成する基材の厚みは特に限定されず、基材の材質や培養袋の容量に応じて適宜選択することができる。本発明の培養袋は、支持装置に支持させる際の作業性や培養時の保形性の観点からある程度の腰があることが好ましいので、通常は、５０μｍ〜１０００μｍ程度であることが好ましい。
培養袋の容量は特に制限されないが、例えば、５〜１０００Ｌの容量とすることができる。

本発明の培養袋は、重りが付加された給気管を内部に備える。この給気管は、培養袋の内外を連通し、外部より培養袋内に気体を供給する。給気管から、空気を供給することにより好気的条件としたり、窒素ガスやアルゴン等の不活性ガスを供給することにより嫌気的条件としたりして目的の培養を行うことが可能である。この給気管には、培養液中の管内の気体による浮力に抗して培養袋内の下部に沈降可能とするための重りが付加される。給気管で内外を連通させる箇所は特に制限されないが、包装袋の正面（表または裏の主面フィルム）上部が好ましい。

給気管の設置は、包装袋に孔を設け、その孔に直接、給気管を挿入して包装袋の内外を連通させ、挿入箇所を接着剤や熱溶着などで液密に封止してもよいが、上記Ｚテーナーの様に包装袋の上部に孔を設け、その外側に突出する合成樹脂製の充填口（注出口）を内側から熱溶着して合成樹脂製の蓋で液密に封止可能に構成し、該蓋にその内外を連通する連通部材を設け、それに給気管を接続して包装袋の内外に連通させることが好ましい。

蓋に連通部材を設けて給気管を内外に連通させるためには、例えば、予め、蓋に孔を開け、連通部材としてフランジを有する一本または複数本の管やノズルを蓋の内外に配し、フランジと蓋とを接着剤や熱溶着などで液密に封止するとよい。あるいは、蓋に孔を開け、その孔に連通部材となる管を貫通させ、貫通箇所を液密に封止してもよい。さらには、
蓋を成型する際に連通部材を蓋の内外に形成してもよい。このような蓋の連通部材は、複数設けられることが好ましく、これらの連通部材に給気管はもとより、排気管や培地のｐＨや温度をモニターしたり、サンプリングしたりするための管を接続することができる。

培養袋の外側に延在する給気管や排気管には、その中間部や端部に雑菌の混入を防ぐためのフィルターを嵌合、あるいは接着剤や熱溶着などで固着して封止しておくと、培養袋内の無菌状態を保持したまま気体の流出入ができ、培養袋を密封する際にも培養袋内の残存空気を追い出すことができるので好ましい。フィルターは、蓋の外側に突出する連通部材の中間部や端部に設置しておいてもよい。

給気管の材質には、特に制限はないが、包装袋を傷つけないことから、可撓性を有することが好ましい。可撓性を有する限り、金属のフレキシブル管でも良いが、軽量であることから、合成樹脂管が好ましい。特に、本発明においては、重りを付加するので、密度の低いＰＥやＰＰの管を用いることができる。
給気管の長さは、培養袋を自立させた時に、給気管の一部が前記培養袋の底面に接地するように設定する。好ましくは所定の長さで底に横たわるように設定する。

この給気管の培養袋内の一部に複数の給気孔を設け、泡の発生（バブリング）が可能とすることが好ましい。給気管の給気孔は、培養袋内の先端の開口をそのまま給気孔としてもよいが、給気管に沿って複数の孔を設けて給気孔とすると効率よくバブリングができるので好ましい。この場合、給気孔は、少なくとも培養液が存在すると想定される位置よりも深くなる位置に設けることが好ましく、給気管の培養袋内の先端を熱溶着あるいはピンチコック、栓などの適宜な手段で封止することがより好ましい。

重りは給気管の給気孔を有する部分が培地中に沈降するように給気管の先端近傍に付加する。好ましくは、培養袋を自立させた時に、給気管の一部が前記培養袋の底面に接地するように重りを付加する。重りは給気管の培養袋内の先端に接続または固定してもよいが、給気孔が複数設けられている場合には、複数の給気孔を有する部分が底面に横たわるように、給気管に沿って棒状や複数の重りを設置することが好ましい。この場合、例えば、棒状の重りを、給気孔を塞がないよう給気管に沿わせ留め具で固定したり、給気管の中に給気管の内径よりも小さい内径の棒状の重りを挿入し給気管の末端を封止することが好ましい。重りの素材は培地中に沈降可能なものであればよいが、耐蝕性が高いことが好ましく、ステンレスなどの金属が好ましい。

本発明の培養袋には、さらに、培養される微生物などを注入する給液管や、サンプル採取、培養液等の循環、あるいは過剰や不要となった液体を排出する排液管、気体を排出する排気管などが設置されていてもよい。これらは培養袋に直接設置してもよいが、給気管と同様に蓋に連通部材を設け、これを介して設置することが好ましい。

本発明の培養袋には、包装袋の上部に吊し部を設け、この吊し部で培養袋を支持装置に支持できるようにしてもよい。吊し部は、紐やフックを培養袋上縁に接着剤などで固着してもよいが、あらかじめ包装袋の上部にフックなどがかけられる孔を設けておくと、容器の製造時に吊し部を容易に設置できる。具体的には、包装袋の上部の両隅部を斜めに熱溶着して、収納部と区切り、この隅部に孔を設けるなどの方法があげられる。

培養袋の内部は、培養される微生物の性質によっては、必ずしも無菌状態とする必要がない場合もあるが、通常は、無菌状態に保持されることが好ましい。無菌状態は、例えば、本発明の培養袋を清浄な環境下で製造したり、培養袋の製造後に滅菌したりして内部を無菌状態することができる。培養袋を滅菌する方法は特に制限されないが、例えば、γ線滅菌などの放射線滅菌、エチレンオキサイドガス（ＥＯＧ）滅菌、オートクレーブ（ＡＣ
）滅菌などが挙げられる。これらのうち、装置が簡易で操作が容易なＡＣ滅菌が好ましい。ＥＯＧ滅菌を行う場合は、容器本体の少なくとも一部をフィルターとすることが好ましい。この場合、フィルターは、ＰＥやＰＰなどのポリオレフィン系不織布であると、熱溶着が可能となり好ましい。なお、本発明の培養袋を折り畳んで外装袋や外装箱に収容した後に滅菌してもよい。複数個の培養袋を折り畳んで１つの外装袋あるいは外装箱にまとめて収容して滅菌してもよいが、例えば、クリーンベンチ等で無菌的に連通部材との接続作業を行うような場合は、一体ずつ外装袋あるいは外装箱に入れて滅菌することが好ましい。

本発明の培養袋は、底面を支持装置に支持させて使用される。支持装置は、培養袋の底面を支持できる載置面を有すると共に、培養袋の上部を支持することのできるものが好ましく、この支持装置に取り付けられて、培養袋を吊り下げることのできる枠体を備えるものがより好ましい。枠体には、洗濯バサミの様なクリップやフックを有することが好ましく、培養袋が吊し部を備える場合は、フックを有すると、吊し部を支持装置のフックに掛けることで容易かつ安定して支持することができ、より好ましい。

支持装置は、水平方向に揺動可能な揺動装置を備えることが好ましい。水平方向に揺動可能な載置板を備えた支持装置に本発明の培養袋を載置することにより、振盪培養装置として使用することができる。振盪機能を備えた支持装置としては、市販の振盪機に載置板を設置することにより得られる。載置板には、振盪時に培養袋がずり落ちないように、周囲に壁を立設して皿や箱の形状とすることが好ましい。また、その皿や箱が培養袋の底面より著しく大きい場合は、振盪時にずれないように底部に粘着材、またはゲル状の安定剤を用いることが好ましい。市販の振盪機としては、例えば、ＴＡＩＴＥＣ社製のレシプロシェーカーなどが挙げられる。

本発明の培養装置には、培養袋内の培養液や培養体の温度をモニターして制御するために、温度センサーを設置してもよい。温度センサーとしては、熱電対やサーミスタなど接触式、放射温度計などの非接触式のものを用いることができる。温度センサーは培養袋に直接貼り付けてもよいが、支持装置に取り付けても良い。さらには、排液管に温度センサーを接続し、例えば、排液管で培養中の培地を吸引し、吸引された培地の温度を検知できるようにしてもよい。

また、例えば、ＣＨＯ細胞、ハイブリドーマ等の哺乳類細胞培養等においては、必要に応じ、温度に代えて、あるいは温度と併用して、培養液のｐＨや酸素濃度等をセンサーによってモニタリングしてもよい。この場合、蓋の連通部材にチューブ等を無菌的に接続し、サンプリングを行うか、培養液の一部をクリーンブースなど培養袋の外部に循環させてセンシングすることが望ましい。

本発明の培養装置には、培養袋内を加温して培養を促進するために加温装置を備えることが好ましい。加温装置は、培養袋の側面に設置してもよいし、底面に設置してもよい。あるいは、両方に設置してもよい。加温装置は培養袋に固定してもよいが、例えば、加温装置を支持装置の載置皿の表面に設けるなど、接触させるだけでもよい。加温装置としては、ニクロム線、シーズ線、カーボンやアルミ箔の回路を合成樹脂層に挟み込んだ面状発熱体などの発熱体を用いることができる。この加温装置は、培養装置に取り付けられた温度センサーの情報に基づいて制御可能とされていることが好ましい。

本発明の培養装置は、微生物などの培養にとどまらず、微生物を利用した物質生産のために使用することができる。
また、本発明の培養装置によって微生物等を培養した後、微生物等を培養袋の中で担体に固定化してバイオリアクターとすることも可能である。例えば、培養袋にて微生物を培
養した後に、微生物固定化用担体を適量培養袋に加え、攪拌装置や振盪装置にて攪拌しながら微生物を固定化すればよい。固定化に際し、さらに本発明の培養袋内で攪拌しつつ、給気管から空気を導入することにより好気的条件としたり、窒素ガスやアルゴン等の不活性ガスを導入することにより嫌気的条件としたりして目的の反応を行うことが可能である。この場合、使用される担体は特に限定されないが、例えば、クラレ株式会社のクラゲールや日清紡績株式会社のＡＰＧ等が使用可能である。

本発明の培養袋は、培地、好ましくは液体培地を収容して、例えば、ＡＣやレトルトなどで滅菌し、そのまま、あるいは、１袋または数袋を外装箱に入れれば、持ち運びも容易で、雑菌が繁殖することもないので、遠方に輸送することもできる。なお、培養袋を外装袋に収容した上で外装箱に入れて輸送してもよい。このようにして輸送された培地の提供を受けた培養者は、培養袋に微生物を接種するだけで培養が可能となり、培地の調製や滅菌操作を自ら行わなくともよいため、培養作業が簡便である。また、本発明の培養袋は、培養終了後の培養体を取り出すことなく培養袋に入れたまま所定の場所に輸送することもできるため、目的物質の回収など次のステップに容易に移ることができる。

以下、図面を参照して本発明の第一の実施態様を具体的に説明する。
図１は、本発明の培養袋１０が折り畳まれた状態の平面図である。図２は、本発明の培養袋１０が膨らんだ状態の斜視図である。
図１および図２に示す本発明の培養袋１０は、特開２００３−１９１９６７に開示されたガゼット形状のＢＩＢ内袋で、呼び容量２０Ｌの藤森工業株式会社製Ｚテーナーの仕様を一部変更したものを有底の包装袋として用いたものである。

この包装袋は、上部の両側の隅部を１０ｍｍ幅の斜めの溶着部で収納部と区切り、直径４０ｍｍの円形の取手孔が設けられている。この取手孔は、培養袋１０を支持する場合に利用可能である。そして、表フィルムには、直径４５ｍｍの孔が設けられ、１５ｍｍ幅のフランジを有する内径３２ｍｍのＰＰ製の注出口（充填口）が熱溶着されている。この注出口の筒部には外ネジが設けられ、内ネジを有するＰＰ製のキャップが添付されセットになっている。

基材は、厚さ１３０μｍのＰＰフィルム単層で、サイズは、外寸で、縦５８０ｍｍ、横３２０ｍｍ、ガゼット折り込み１４０ｍｍとし、周囲を幅１０ｍｍで熱溶着した。なお、通常、ＢＩＢ内袋は、輸送時のピンホールや落下強度に配慮して、ＰＥフィルムが多用され、フィルムも２枚を重ねて使用するが、本実施態様では、特に輸送時の配慮はせずに、むしろ後述するＡＣ滅菌やレトルト滅菌に配慮して、基材をＰＰフィルムとし、フィルムも１枚とした。両方に配慮するのであれば、例えば、１００μｍのＰＰフィルムを２枚使用することもできるが、コスト的には高くなる。

Ｚテーナーの上部の取手孔を吊し部１７および添付されたキャップを蓋１４とした。キャップを蓋１４とするに際し、キャップの天面に直径３０ｍｍの孔を設けた。連通部材としたときに外側となる一端が封止された３本のＰＰ製の管が表裏に突出するように一体に成形された円盤状の内蓋を、内側からキャップに挿入し、キャップの開口の縁と接着剤で液密に固着して連通部材を有する蓋１４とした。

蓋１４の包装袋の内側に向く連通部材の一つにシリコーンラバー製チューブを外嵌して、給気管１１とした。連通部材１２および１３は、それぞれシリコーンラバー製のチューブが外嵌されて、微生物や培養液等を注入する給液管、および、排気、サンプル採取、培養液等の循環、あるいは過剰や不要となった液体を排出する排液管の接続に用いられる。
給気管１１は培養袋内の先端が封止され、培養袋の底面に接する部分に沿って複数の孔が開口されている。そして、給気管１１の給気孔を有する部分に沿ってステンレス製の棒
状の重り１５が２個の留め具１６で給気管１１に固定されている。

給気管１１が接続された連通部材、給液管接続用連通部材１２および排液管接続用連通部材１３を有する蓋１４でガゼット包装袋の注出口を液密に封止して、あるいは、封止することなくセットにして、本発明の培養袋１０が得られる。
本実施態様では、得られた培養袋１０の注出口を蓋１４で液密に封止して、さらにγ線で滅菌し、内部全体を無菌状態とした。

次に、本発明の第二の実施態様について説明する。
図３は、本発明の培養装置１００の斜視図である。図３に示す培養装置１００は、以下のような構成である。まず、モーターとクランクを組み合わせて水平方向に揺動する揺動装置を有する支持装置２０の天面に、培養袋１０の下部が収まる浅い箱型のステンレス製の載置板３２を設置した。そして、載置板３２の底面に図示しない面状ヒーターを敷き、第一の実施態様で得られた培養袋１０を載せた。なお、面状ヒーターは、ニクロム線の回路をシリコーンゴムで被覆したヒーターを用いた。他に面状ヒーターとしては、アルミ箔回路を合成樹脂シートで挟んだものやカーボンを包装袋に封入したものなども使用可能である。

載置板３２の左右の外壁面に上方に向かう枠体３０を取り付けた。枠体３０の上部の横棒２箇所には、フック３１を設け、培養袋１０の吊し部１７（取手孔）に掛けることにより、培養袋１０を支持した。枠体３０の高さは培養袋１０の高さよりも少し低くし、培養袋１０が吊り下げられることなく表裏のフィルムが延びきる程度とし、かつ、培養袋１０の底面がヒーターに接触するようにした。この様に支持することにより、培養袋１０内が陽圧になっていなくても、注出口、蓋１４や給気管１１の重さで培養袋１０が折れ曲げることがないので、充分な内部空間を確保できる。

次に、図３を用いて本発明の培養装置１００の使用方法を説明する。
内部が滅菌された培養袋１０の給気管１１が接続された連通部材の外側を向く端部をクリーンベンチ内で開放し、内外が無菌状態に保持され、端部に図示しないフィルターを有するシリコーンラバー製の給気用チューブを外嵌して培養袋１０の外側に給気管を延設した。同様にして連通部材１２の外側端部に、図示しないシリコーンラバー製の給液用チューブを外嵌して給液管とし、端部に図示しない滅菌された培養液が収容された培養液容器を無菌的に接続した。同様にして連通部材１３の外側端部に、内外が無菌状態に保持され、端部に図示しないフィルターを有するシリコーンラバー製の排気用チューブを外嵌して排気管とした。

培養袋１０に給液管を介して培養液容器内の培養液を充填し、雑菌の混入を防ぐためクリーンベンチ内で培養液容器を取り外して給液管を介して培養液を充填した培養袋１０に微生物等の培養体を注入した。
培養液および培養体が収納された培養袋１０をＴＡＩＴＥＣ社製のレシプロシェーカー（支持装置２０）の浅底のステンレス容器（載置板３２）に載置した。延設した給気管のフィルターにエアーコンプレッサを接続し、給気管１１を介してフィルターで濾過された空気を培養袋１０内に圧送し、培養液中に沈んでいる給気管１１に設けられた給気孔より泡を発生させた。支持装置２０の揺動装置を始動させ、載置板３２を水平方向に揺動し、給気しながら振盪培養を行った。

載置板３２の内壁面に設置された図示しない温度センサーにより培養袋１０の内部の温度を測定し、培養袋１０の内部は、温度センサーの情報に基づいて培養袋１０の底面の下に設けられた図示しないシリコーンゴムで被覆したヒーターで所定温度に制御した。必要に応じて排液管接続用連通部材１３から無菌的に、排気管を外して吸引用のチューブを嵌
合してポンプで吸引し、サンプルを採取して培養体の濃度のチェックを行い、培養体が所定の濃度に達したところで培養を終了した。

培養を終了したら、培養袋１０を開封し、培養体を回収しても良いが、本実施態様では、培養体を回収することなく、クリーンブース内で培養袋１０の蓋１４の連通部材に接続されている外側の全てのチューブを取り払い、全ての連通部材の外側端部を熱溶着やピンチコック等で封止して培養袋１０を密封した。このようにして、本発明の培地収容培養袋を得ることができる。なお、この場合、チューブを取り払うことなく端部や中間部を同様にして封止してもよい。

この様に密封することで、培養体が収容された培養袋１０を、Ｚテーナーの外装箱として市販されている縦、横、高さが２９０×２９０×２６０ｍｍ（内寸）のダンボールの外箱や通常のダンボール箱に収納し、培養体を別の運搬容器に詰め替えたりすることなく所定の場所に輸送することができる。
そして、Ｚテーナーの外装箱を用いた場合には、上フラップに注出口取り出し用の扉および固定用の孔を開口できるようにミシン目が形成されているので、ミシン目を破断して、固定用の孔および扉を開け蓋１４を摘んで注出口とともに引っ張り出し、扉を閉めて注出口を固定させることができる。これにより、ダンボール箱を開けることなく、培養袋１０内の培養体などの内容品を注出することができる。

次に、本発明の第三の実施態様について説明する。
この実施態様では、第一の実施態様で得られる培養袋１０に培地を充填した後に、培地とともに培養袋１０を滅菌する。
すなわち、外側端部が封止された連通部材１２、１３および外側端部が封止された連通部材の内側端部に接続された給気管１１を有する蓋１４と培養袋１０の本体となる包装袋がセットになった培養袋１０の充填口から培地を培養袋１０に充填し、蓋１４で培養袋１０を液密に封止し、その後、滅菌する。この場合、培地が充填される培養袋１０の内部は、予め滅菌されていなくてもよい。このようにして、本発明の培地収容培養袋を得ることができる。

この培地収容培養袋は、滅菌により内部が無菌状態に保持されているので、培地が収容された培養袋１０に生物体を接種するだけで培養が可能である。
なお、培地が収容された培養袋１０の滅菌方法は、培地の内部まで滅菌される必要があることから、γ線滅菌またはレトルト滅菌やＡＣ滅菌等の加熱滅菌が挙げられる。これらの内、加熱滅菌が簡便であり、急速冷却が可能で、このような滅菌について実績も多いので、信頼性が高く、装置が充実していることから、レトルト滅菌が好ましい。レトルトの条件は、培地の性状によって様々であるが、培地の性状および滅菌すべき菌の種類が判れば、Ｆ値モニターでテストすることにより容易に設定することができる。

以下に本発明の培養実施例を挙げさらに説明を行う。
注出口の蓋１４の天面にＰＰ製の３本のノズル（連通部材）を接着剤で固着してノズル以外からは外気が侵入しないようにしたこと以外は、第一の実施態様と同様にして図１に示す内部が滅菌されていない培養袋１０を作製した。

本例の指標微生物として大腸菌ＨＢ１０１株を用いた。グリセロールストックとして保存しておいた大腸菌ＨＢ１０１株１ｍｌを１００ｍＬのＬＢ培地（ｔｒｙｐｔｏｎｅ １％，ｙｅａｓｔ ｅｘｔｒａｃｔ ０．５％， ＮａＣｌ １％）に播種し、一晩振盪培養を行った（前培養）。培養袋１０に１０ＬのＬＢ培地を注入し、ＡＣ滅菌を行った。装置内部が熱いうちに装置を開放すると培養袋が破袋するおそれがあるので、十分な時間をおいて自然冷却し、雑菌の混入を防ぐため、クリーンベンチ内で前培養した培養体の全量
を培養袋１０に注入して播種した。

その後、第二の実施態様と同様にして図３に示す本発明の培養装置１００を構成した。培養体を注入した培養袋１０を浅底のステンレス容器（載置板３２）に収容し、培養袋１０を載置板３２および枠体３０のフックで支持した。エアーコンプレッサで給気管１１に給気し、レシプロシェーカーで７０ｒｐｍの往復振盪を行いつつ振盪培養した。また、比較実験として、５００ｍｌフラスコおよび５００ｍｌバッフルフラスコに、それぞれＬＢ培地１００ｍｌを分注し、上記の前培養した培養体を１ｍｌ播種して３７℃、２００ｒｐｍにて振盪培養を行った。

培養開始後は１時間間隔でサンプリングを行い、濁度（ＯＤ６００）を測定することにより増殖の確認を行った（ＯＤ６００値が高いほど微生物が増殖していることを示す）。
図４に結果を示す。
図４に示す通り、既存のフラスコ、さらには酸素取り込み量が大きいバッフルフラスコと比較しても本発明の培養袋の方が僅かではあるが高増殖であることが示された。さらに、培地組成の変更や酸素を直接バブリングすることでさらに高い収量が得られると期待される。

以上、本発明を、いくつかの実施態様に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されることなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、連通部材は、４本以上設けてもよい。そして、１本をサンプリングやモニタリング専用としてもよい。この場合、給気管の設置と同様に、連通部材の内側端部に延設用のチューブを適度な深さとなるように接続しておくことが好ましい。このように構成しておくと、培養液の一部をクリーンベンチなど培養袋の外部に循環させて培養液の温度、ｐＨ、濁度や酸素濃度等をモニタリングすることができる。

微生物などの大量培養を安価かつ簡便に行うことのできる培養袋や培養装置に利用可能である。

本発明の培養袋を折り畳んだ状態の平面図。 本発明の培養袋の膨らんだ状態の斜視図。 本発明の培養装置の斜視図。 本発明の培養袋または５００ｍｌフラスコ、５００ｍｌバッフルフラスコで培養したときの大腸菌（ＨＢ１０１）の増殖曲線を示す図。

符号の説明

１０．培養袋、１１．給気管、１２．連通部材（給液管用）、１３．連通部材（排液管用）、１４．蓋、１５．重り、１６．留め具、１７．吊し部、２０．支持装置、３０．枠体、３１．フック、３２．載置板、１００．培養装置

Claims (14)

1. 充填口を液密に封止可能な蓋を有して液体を液密に収容することができ、液体収容時に自立可能な有底の包装袋よりなる培養袋であって、その培養袋内に、前記蓋に設けた連通部材に接続され、重りが付加された給気管を備える培養袋。
2. 前記培養袋を自立させた時に、前記給気管の一部が前記培養袋の底面に接地するように重りが付加された、請求項１に記載の培養袋。
3. 前記給気管が複数の給気孔を備えると共に、複数の給気孔を有する部分が底面に横たわるように、給気管に沿って棒状の重りが付加された、請求項２に記載の培養袋。
4. 前記包装袋がガゼット袋である、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の培養袋。
5. 前記包装袋が上部に吊し部を備える、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の培養袋。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の培養袋を、該培養袋の少なくとも底面を支持する支持装置に支持させてなる培養装置。
7. 前記支持装置がさらに培養袋の上部を支持する、請求項６に記載の培養装置。
8. 前記支持装置が水平方向に揺動可能な揺動装置を備える、請求項６または７に記載の培養装置。
9. 前記培養装置が温度センサーを備える、請求項６ないし８のいずれか一項に記載の培養装置。
10. 前記培養用装置が加温装置を備える、請求項６ないし９のいずれか一項に記載の培養装置。
11. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の培養袋を使用して前記給気管から気体を供給して細胞または微生物を培養する細胞または微生物の培養方法。
12. 前記培養袋を振盪して細胞または微生物を振盪培養する請求項１１に記載の細胞または微生物の培養方法。
13. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の培養袋に培地を密封して無菌状態に保持した培地収容培養袋。
14. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の培養袋を用いて培養された培養体を培養袋から取り出すことなく輸送する、培養体の輸送方法。

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